Способ определения высокой стационарной температуры

Способ определения высокой стационарной температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОВГЕтЕНИЯ " """

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено270677 (21) 2499797/18-10 ( с присоединением заявки М— (23) Приоритет

G 01 К 7/00

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) ÓÄÊ536. 531 (088.8) Опубликовано 25.11.79. Бюллетень Но 43

Дата опубликования описания 251179 (72) Авторы изобретения

С. Сергеев и О. В. Иноземцев

Государственный научно-исследовательский энергетический институт им. Г. M . .Кржижановского (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОП РЕДЕЛЕНИЯ BbICOKOR СТАЦИОНАРНОЙ

ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к технике измерения температуры и может быть использовано при измерениях в газовых и жидких средах.

Известен способ измерения высоких стационарных температур, заключающийся в измерении температуры в центральной точке цилиндра и разности температур этой и промежуточной точек в определенный момент вре10 мени при кратковременном погружении цилиндра в измеряемую среду с последукщим вычислением температуры этой среды (1).

Однако необходимость многократного погружения датчика в среду при непрерывном контроле приводит в условиях высоких температур к разрушению датчика и снижению точности измерений. 20

Известен также способ определения высокой стационарной температуры газообразных и жидких сред путем измерения распределения температуры по образующей металлического цилиндра, боковая поверхность которого теплоиэолирована, одна торцовая поверхность находится в тепловом кон такте со средой, а другая — с хладоагентом при изменяющихся условиях теплообмена, и вычисления температу-. ры среды иэ известной формулы по данньж измерений (2).

В этом способе изменение условий теплообмена обеспечивается изменением темперфтуры хладоагента. Следствием этого является невысокая точность, так как температуру хладоагента удается менять лишь в небольших пределах, а для реализации способа необходимо изменять ее в достаточно широком диапазоне °

Цель изобретения - повышение точности определения высоких температур.

Это достигается тем, что в способе определения высокой стационарной температуры газообразных и жидких сред путем измерения распределения температуры по образующей металлического цилиндра, боковая поверхность которого теплоиэолироваиа, одна торцовая поверхность находится в тепловом контакте со средой, а другаяс хладоагентом при изья.няющихся условиях теплообмена, и вычисления температуры средц из формулы по данным измерений, .теплообмен цилиндра с хладоагентом иэменяот посредством изменения фиксируемого расстояния

699355 между торцовой поверхностью цилиндра и поверхностью, через которую осуществляется теплообмен цилиндра с хладоагентом, а температуру среды (Тс ) определяют по формуле аТьТ ()(Х) с аТ { Х вЂ” У, ) -ЬТ (Х1 Х ) где То — температура хладоагента;

А Г и дТ вЂ” разность между температурой в заданной точке цилиндра и температурой хладоаг ент а при р асст ояни я х между торцовой поверхностью цилиндра и поверхностью теплообмена с хладоагентом х и х соответственно;

)(— положение поверхности теплообмена, при котором разность температур равна нулю.

На фиг. 1 изображена схема устройст ва, реали зующего предложенный споссб; на фиг. 2 геометрическая интерпретация определелия температуры среды по. формуле. устройство, для реализации способа, содержит составной металлический цилиндр, имеющий сплошную 1 и полую 2 части, подвижную перегородку 3, преграждающую путь хладоагенту, цотенциометр 4, регистрирующий разность температур горячЕго и холодного концов дифференциальной термо- пары, расположенных по образующей полого цилиндра 2 по обе стороны от перегородки 3, блок 5 перемещения перегородки 3 и регистрации ее положения.

Устройство, реализующее предложенный способ, работает следующим» образом.

Сначала перегородку 3 вдвигают в цилиндр до тех пор, пока показания дифференциальной термопары не станут равными нулю. Это положение перегородки, находящееся н а расстоянии Хд от нагреваемого торца цилиндра, йринимают за начало отсчета координаты перемещения перегородки, т. е. при положении перегородки Х.{ (при отсчете от нагреваемого торца) в формулу подставляют величинУ х — Х . Перегородка имеет конечную толщину, поэтому фиксируют какое-то произвольное сечение. При выборе другого сечения изменяется координата Х . После определения величины Х перемещают перегородку дискретно или с такой скоростью, чтобы в каждый данный момент измерь ния поле температур всего цилиндра было стационарным, и регистрируют зависимость дТ = f(x). Определение температуры среды по формуле имеет геометрическую интерпретацию. На фиг. 2 отложены в координатах Т, Х (с началом координат в точке Т, Хо) зафиксированные показания дифференциальной температуры и соответствующие этим показалиям положелия перегородки. В точке полого цилиндра, соответствующей положению перегородки в данный момент, температура равна температуре хладоагента, т. е.

Т . Поэтому отрезки ьТ„Х илТ Х вы2 ражают распределение температуры в полом цилиндре при положениях перегородки в точках Х и Х . При теплообмене тела с газообразной или жидкой средой спРаведливы граничные условия 3-его рода, т. е. все прямые, выражающие в координатах Т, Х градиент температуры на торце цилиндра при разных режимах теплообмена, пересекаются в одной точке, ордината которой равна температуре среды. С помощью понятия дополнительной стенки легко показать, что продолжение всех отрезков, выражающих распределение температур в полом цилиндре при различных положениях перегородки, тоже пересекаются в одной точке, коор25 дината которой равна той же температуре среды Т . Нахождение Т как точки пересечелия продолжелия отрезков

ATqХ и аТ>Х< эквивалелтло графическому решению уравнения по точкам а

ЗО и в (фиг. 2), Из графической интерпре- тации .очевидно, что чем больше угол, под которым пересекаются прямые, .т. е. чем больше разница в уровнях температур цилиндра, определяемых этими пряЗ5 мыми, тем выше точность определения точки пересечения. В предложенном способе температура охлаждаемой поверхности благодаря интенсивному и постоянному режиму охлаждения близка к температуре хладоагента, а увеличение температуры в полой части цилиндра достигается увеличением термического сопротивления цилиндра при увеличении расстояния между нагреваемой и охлаждаемой пов ерхлостями. Существенным преимуществом предложенного способа является то, что первичные результаты (зависимостью = f (х) ) получаются в удобном виде для предваРительной обработки перед вычислением температуры среды по формуле. В реальных объектах всегда имеется некоторая флуктация температуры среды, что приводит к разбросу точек на кривой хТ вЂ” f(x) . Сглаживание этой кривой позволяет исключить случайные ошибки единичных измерений и тем самым повысить точность определения. температуры среды. Сглаживание может производиться математическими методами.

Формула изобретения

Способ опредепения высокой стационарной температуры газообразных

699356 где Т,— ьт. т„—

Рие.t

gHHH11H Заказ 7205/44

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 и жидких сред путем измерения распределения температуры по образующей металлического цилиндра, боковая поверхность которого теплоиэолирована, одна торцовая поверхность находится в тепловом контакте со средой, 5 а другая — с хладоагентом, при изменяющихся условиях теплообмена, отлич ающийся тем, что, с целью повышения точности, теплообмел цилиндра с хладоагентом иэ- - !О меняют посредством изменения фиксируемого расстояния между торцовой поверхностью цилиндра и поверхностю, .через которую осуществляется теплообмен цилиндра с хладоагентом, а

-температуру сред определяют по формует т,ж -х„) кт„(х -х -ьт (х„-х 1 температуры хладоагента. разность между температ рсй в заданной точке цилиндра н температурой хладоагента ирн расстояниях между торцовой поверхностью н поверхносты.. теплообмена с хладоагентом

Х1 и Х» соответственно; положение поверхности теплообмена, при котором разность температур равна нулю.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ю 285289, кл. G 01 K 7/02, 1870, 2. Теплофизические свойства и газодннамика высокотемпературных сред. Хаука, 1972 с. 149 ° тираж 766 Подписное